金属に電圧を印加すれば原子核は変形するのでしょうか？

質問

こんにちは、

金属の場合、結合している力は、数100MeV以下のはずなので、それに該当する電圧を印加させれば、少しだけ原子核は変形するのでしょうか？
それとも、電子が流れるだけで、電子核は格子振動が増し変形はしないのでしょうか？

回答No.9

ahoahoaho3

No.8 の者です。

> 過去に金属に電圧をかけて、γ線がでることを測定した実験は無いので
しょうか？

すみません。調べたことはありません。電源が大変だと思います。
また、ジュール熱も凄そうですね。

> すると、陽子のプラス電荷（原子核）は具体的にどのような形でエネルギーを、持つのでしょうか？

あまり、フォローできていないのですが、原子核が変形したときには
変形のためのエネルギー(励起エネルギー)になると思います。
お答えになっているか分かりませんが、、

> 月の潮汐力で、地球の海面が上昇しますが、赤道付近では一番高く、北極、南極では
ほとんど上昇しません。

潮汐力は月に近い側と遠い側とで引力の大きさに違いがでるために
生じると思うのですが、今の一様電場の場合には原子核の各部位に
同じ力が働くので潮汐力とは違うと思うのですが。
一緒に考えてください。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%BD%AE%E6%B1%90%E5%8A%9B

>交流をかけたら、共振を利用して、更に少ない電圧で変形させることは
出来ないでしょうか？

すぐには分かりませんが、共振のエネルギーは　MeV オーダーになるので
電圧としては得しない気がします。

ちょっと、議論が分散してきていますので、変形するかどうかに
的を絞り直した方がよろしいかと思います。

補足

お世話になっております。

＞潮汐力は月に近い側と遠い側とで引力の大きさに違いがでるために
＞生じると思うのですが、今の一様電場の場合には原子核の各部位に
＞同じ力が働くので潮汐力とは違うと思うのですが。

金属の両端に１００Vの電圧をかけた場合、両端（左端と右端）で測定すれば１００V
ですが、中央と右端では１００Vではなく、抵抗分だけ電圧降下により減っている
はずです。
V=I×R
で、抵抗Rは長さに比例するからです。
すなわち長さによって、電圧が変わるということです。
ということは、右端に近い程、力が強く働くので、
潮汐力と同様、右端（月）に近い側と遠い側とで引力の大きさに違いがでるために
各部位によって（赤道付近程強く、北・南極程弱く）違った力が働くのでないでしょうか？（この話は電子のものです。電子は大きさがありませんし、束縛されてなく電流
として流れるので、変形はしませんが、）

次に原子核の場合ですが、電子と運動方向と力の向きが逆向きになります。
本来、抵抗の無い真空中で電子に電圧をかけた場合、電子は金属中とは違い一定速度
で運動するのでは無く、加速度運動をします。（金属中を運動する電子の場合、格子
振動や格子欠陥、不純物等にぶつかり、等速度運動していますので、一様電場とかの
話になり、問題が複雑になるではないかと思います？）
月と地球の重力の場合も、物体をその重力場に置くと加速度運動をします。すなわち、電圧をかけるということは、加速度運動をするので、月と地球の重力の場合と同様に
取り扱ってよいのではないでしょうか？
月と地球も束縛されていて、ほとんど固定されていますし、金属中の原子核もある
程度、束縛され固定されています。状況は同じようなものでは無いでしょうか？
よって、潮汐力と同様、右端（月）に近い側と遠い側とで引力の大きさに違いが
でるために各部位によって（赤道付近程強く、北・南極程弱く）違った力が働くので
ないでしょうか？（理屈が通ってないでしょうか？）

下記は、潮汐力による変形を、ルジャンドル展開式を使って計算した
mathematicaプログラムです。（自家製です。潮汐力自体の計算にはメリットが無いかもしれませんが、原子核の液滴計算には必要かもしれません。変形したらの話ですが、、、）
重力の場合、月や地球のような強大な量を要しますが、クーロン力の場合は
まあまあの量があれば、変形しそうです。この計算には、月の半径は不要で関係
ありませんでした。

(*Ea:地球の質量 M:月の質量 e1,e2:地球の半径 R:地球-月の距離 *)
M=1;(*適当に入力*)
Ea=1;(*適当に入力*)
e1=1;(*適当に入力*)
R=1;(*適当に入力*)
e2=1;(*適当に入力*)

Print["(*潮汐力による変形*)"];
ParametricPlot[{{r=3/2*M/Ea*(e1/R)^3*e2*(Cos[q]^2-1/3)+e2;r Cos[q],r Sin[q]}},{q,0,2Pi},AspectRatio®Automatic];

Print["(*ルジャンドル展開式*)"];
{r0,a1}={e2,a1=(e1^3*e2*M)/(Ea*R^3)};
ParametricPlot[{{r1=r0+a1*LegendreP[2,Cos[q]];r1 Cos[q],r1 Sin[q]}},{q,0,2Pi},AspectRatio®Automatic];

＞調べたことはありません。電源が大変だと思います。
＞また、ジュール熱も凄そうですね。

ご存知ないということは、「金属に電圧をかけても原子核が変形しない」という
物理界の常識がない＝検討する価値はある。と言うことですね。期待を持ちました。
発電所では、アルミに（100万V＝１MV）くらいの電圧をかけているみたいです。
あと１桁か２桁くらい電圧を上げると、ひょっとしたら、γ線が出るかもしれませんね。

＞ちょっと、議論が分散してきていますので、変形するかどうかに
＞的を絞り直した方がよろしいかと思います。

すいません。了解しました。よろしくご指導願います。